Джереми Тейлор - Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией
В настоящее время ученые и врачи детально изучили, как происходит постепенное скрытое разрушение стенок наших артерий. У подавляющего большинства людей уже в детстве на внутренней стенке артерий образуются так называемые жировые прожилки. Они формируются в основном из перегруженных липидами макрофагов (клеток иммунной системы). У многих людей эти жировые прожилки со временем исчезают, но у некоторых начинают перерастать в атеросклеротические бляшки. Начав формироваться, атеросклеротические бляшки растут постепенно (часто в течение десятилетий), пока одно из двух финальных травматических событий не приведет к инфаркту миокарда. Йёран Ханссон из Каролинского института в Швеции в мельчайших – и ужасающих – подробностях описал процесс развития атеросклероза в наших артериях. Еще несколько лет назад считалось, что атеросклероз представляет собой пассивное накопление холестерина в стенках артерий, и, если контролировать кровяное давление и уровень холестерина в крови, атеросклероза и коронарной болезни сердца можно избежать. Теперь мы должны признать, что это представление совершенно не соответствует действительности и коронарная болезнь сердца является результатом гораздо более сложного хронического воспалительного процесса.
В норме внутренняя выстилка наших артерий, эндотелий, является очень скользкой. К ней, как к посуде с тефлоновым покрытием, ничего не прилипает. Однако ряд факторов может изменить эту ситуацию и заставить артериальный эндотелий секретировать адгезивные молекулы, которые, как следует из их названия, делают его липким. Вот где в игру вступает один из ключевых факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний – курение. Присутствующие в табачном дыме никотин и монооксид углерода повреждают эндотелий. Кроме того, курение снижает уровни циркулирующих в крови липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), или «хорошего» холестерина. В норме «хороший» холестерин захватывает липопротеины низкой плотности (ЛПНП), или «плохой» холестерин, который является главным злодеем, и транспортируют его в печень, где он подвергается расщеплению. Таким образом, курение нарушает соотношение между хорошим и плохим холестерином в крови в пользу плохого холестерина и химически изменяет плохой холестерин, делая его более атерогенным. Циркулирующие в крови атерогенные ЛПНП легко приклеиваются к поврежденному эндотелию и проникают внутрь. Курение также способствует повышению артериального давления (гипертонии), что само по себе ведет к повреждению внутренних стенок артерий. Дело в том, что в артериальной системе кровь течет неравномерно. В местах разветвления и крутых изгибов артерий течение крови может быть турбулентным, с образованием локальных завихрений. При высоком кровяном давлении ситуация усугубляется. Это создает дополнительное деформирующее напряжение на стенки артерий, под воздействием которого в клетках эндотелия могут активизироваться гены, отвечающие за выработку адгезивных молекул и провоспалительных цитокинов. Так создаются условия для образования атеросклеротической бляшки.
Первыми к поврежденному «липкому» участку эндотелия прикрепляются тромбоциты. Они производят гликопротеины, которые стимулируют прикрепление к ним других тромбоцитов, приводя к образованию сгустка. Интересно, что тромбоциты встречаются только у млекопитающих, которые вместе с птицами являются единственными животными, использующими высокое давление в системе кровообращения для того, чтобы проталкивать кровь из сердца по всему организму. Команда исследователей из Пенсильванского университета во главе с Марком Каном предположила, что тромбоциты могли появиться у млекопитающих как суперэффективный механизм свертывания крови, способный мгновенно заделывать раны и другие повреждения в стенках находящихся под высоким давлением артерий. Ценой, которую мы платим за эту защитную инновацию, и является пресловутый атеросклероз, поскольку тромбоциты очень легко агрегируются на шероховатой поверхности стенок артерий.
Адгезивные молекулы, продуцируемые эндотелиальными клетками, также задерживают белые кровяные клетки (лейкоциты), движущиеся мимо в потоке крови, и заставляют их закрепиться на стенке. Затем химические посредники, хемокины, заставляют их мигрировать в артериальную стенку, где они оседают в нижележащем слое – интиме. Здесь цитокин под названием макрофагальный колониестимулирующий фактор заставляет белые кровяные клетки трансформироваться в макрофаги – клетки-уборщики, которые поглощают и уничтожают разный мусор, такой как бактериальные эндотоксины и фрагменты умерших клеток. Это ключевая трансформация, которая лежит в основе развития коронарной болезни сердца, и именно эту ненормально гипертрофированную активность исследователи из Лестерского университета обнаружили у мужчин-носителей гаплогруппы I. Макрофаги также поглощают окисленные ЛПНП, в избытке проникающие в интиму через эндотелий. Нагруженные липидами макрофаги производят каскад воспалительных цитокинов, протеаз, и свободных радикалов и превращаются в пенистые клетки – строительные блоки, из которых начинает образовываться полноценная атеросклеротическая бляшка. Дальнейшие иммунные изменения в артериальной стенке приобретают уже патологический характер. Патрульные лимфоциты, известные как Т-хелперы (называемые так потому, что они образуются в тимусе и помогают другим иммунным факторам выполнять свою работу), прибывают на «место действия», привлеченные антигенами на поверхности дифференцирующихся макрофагов. Они действуют так, как если бы столкнулись с очагом инфекции, и выделяют еще больше различных цитокинов, сдвигающих иммунный ответ в сторону воспаления.
Теперь атеросклероз входит в острую фазу. Атеросклеротическая бляшка выпирает в просвет артерии. Внутри она представляет собой мешанину из Т-клеток, тучных клеток, пенистых клеток, мертвых и умирающих клеток, и кристаллов холестерина, которые образуют некротическое ядро бляшки, насыщенное молекулами провоспалительных цитокинов. До определенного момента все это удерживается вместе фиброзной «покрышкой». Далее может быть два варианта эндшпиля. Первый – бляшка продолжает расти и все дальше выпирать в просвет сосуда. Если это происходит в одной из коронарных артерий, приток крови к сердцу постепенно ухудшается, и клетки сердечной мышцы начинают страдать от кислородного голодания. Это может привести к сильнейшей стенокардии. Второй вариант – фиброзная покрышка может не выдержать и разорваться, выпустив содержимое бляшки в просвет артерии. К месту разрыва немедленно стягиваются тромбоциты, запускается каскад свертывания крови, и образовавшийся тромб либо полностью блокирует просвет артерии, либо как плавающий эмбол движется по артерии до первого узкого места, где он ее закупоривает и блокирует дальнейший ток крови. Результат – инфаркт миокарда.
Если однажды вы окажетесь в отделении скорой помощи, напуганный до смерти и с сильнейшей болью в груди, накачанный морфином и облепленный электродами ЭКГ, вы можете проклинать природу за то, что самая важная мышца в вашем теле, которая обеспечивает кислородом и питательными веществами все остальные органы, включая головной мозг и саму себя, зависит от двух тонких ветвящихся трубочек, коронарных артерий, подверженных фатальным или почти фатальным закупоркам. Почему эволюция снабдила нас такой ненадежной системой трубопроводов?
На этот вопрос нет простого ответа. Несмотря на то, что недавние исследования показали роль иммунного компонента в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, одно из популярных эволюционных объяснений по-прежнему возлагает вину за коронарную болезнь сердца на нас самих, а не на некие имманентные дефекты в конструкции нашей системы кровообращения. Эта теория утверждает, что наша система коронарного кровообращения была чрезвычайно эффективным, адекватным и надежным способом кровоснабжения сердца, пока примерно сто лет назад в нашей культуре не начал укореняться современный западный образ жизни с его летальной комбинацией курения, пищи с избыточным содержанием насыщенных жиров, недостатка физической активности и высокого уровня стресса. Согласно этой теории (она называется «теорией несоответствия»), наш образ жизни (включая питание) значительно отличается от образа жизни первобытных охотников-собирателей, который был характерен для человека на протяжении почти всей его эволюционной истории; и таким образом, современная эпидемия сердечно-сосудистых заболеваний – дело наших собственных рук. Однако в последнее время эта теория все чаще вызывает возражения, в частности, в свете открытий, сделанных в такой междисциплинарной науке, как палеопатология, которая изучает болезни наших далеких предков.
Сорок лет назад Розали Дэвид, которая в то время была хранителем отдела египтологии в Манчестерском музее, собрала команду из специалистов по радиологии, компьютерной томографии и другим методам неинвазивной медицинской визуализации и начала исследовательскую программу, ставшую известной как Манчестерский проект по исследованию мумий. Постепенно они собрали обширную коллекцию образцов тканей, взятых у египетских мумий, хранящихся в музеях по всему миру. Применяя современные методы исследований, они обнаружили у многих мумий признаки сердечно-сосудистых заболеваний. А сведения из древних текстов, по мнению ученых, напрямую связывают эти сердечно-сосудистые заболевания с образом жизни. Однако манчестерские исследователи не были первыми: следы кальцификации (атероматозные бляшки) в аорте египетской мумии были впервые замечены Иоганном Чернаком в 1852 году, а пионер палеопатологии англо-немецкого происхождения сэр Марк Арманд Раффер, который в начале XX века был профессором бактериологии в Каирской медицинской школе, обнаружил поражения артерий у сотен мумий, датирующихся от 1580 года до нашей эры до 527 года нашей эры. Анатомический срез, сделанный Раффером, показывает огромную атероматозную бляшку, полностью блокирующую подключичную артерию. Первые палеопатологи обнаружили атеромы в артериях фараонов Мернептаха, Рамсеса II, Рамсеса III, Рамсеса V и Рамсеса VI, Сети I и многих других.
